训练数据集,其正实例点是x1=(3,3)T,x2 =(4,3)r,负实例点是x3=(1,1)T,试用感知机学习算法的原始形式求感知机模型f(x)= sign(w·x+b)。这里,w =(w(1),w(2))T ,x=(x(1),x(2))T.代码C++
时间: 2024-09-18 17:15:19 浏览: 122
感知机(Perceptron)是一种基本的监督学习模型,用于二分类问题。给定正实例点 (x1, y1) 和负实例点 (x2, y2),其中 x 是特征向量,y 是对应的标签(对于感知机通常为 +1 或 -1),学习的目标是找到权重 w 和偏置 b 的线性组合,使得正例点和负例点分别被正确分类。
感知机的学习过程是迭代的,每次更新只考虑一个样本点,如果预测结果错误,则调整权重。但是原始的感知机算法并不能保证全局最优解,尤其是当存在线性不可分的数据时。不过,我们可以使用简单的线性代数来模拟这个过程。
以下是一个简化的C++代码实现感知机的步骤:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
// 定义样本点结构体
struct DataPoint {
std::vector<double> features;
int label; // +1 或 -1
};
// 计算 w·x
double dotProduct(const std::vector<double>& w, const std::vector<double>& x) {
double result = 0;
for (size_t i = 0; i < w.size(); ++i)
result += w[i] * x[i];
return result;
}
// 感知机学习函数
std::pair<std::vector<double>, double> trainPerceptron(const DataPoint& positive, const DataPoint& negative) {
std::vector<double> w(positive.features.size(), 0); // 初始权重全为0
double b = 0; // 初始偏置
while (true) { // 迭代直到没有更多样本改变分类
if (dotProduct(w, positive.features) + b >= 1 && positive.label == 1 ||
dotProduct(w, negative.features) + b <= -1 && negative.label == -1) break; // 如果当前预测正确,跳出循环
double alpha = (positive.label - (dotProduct(w, positive.features) + b)) /
dotProduct(negative.features, positive.features) -
(negative.label - (dotProduct(w, negative.features) + b)) /
dotProduct(negative.features, negative.features);
w = w + alpha * positive.features; // 更新权重
b = b + alpha * positive.label; // 更新偏置
}
return std::make_pair(w, b);
}
int main() {
DataPoint pos_x1({3, 3}, 1);
DataPoint neg_x3({1, 1}, -1);
std::pair<std::vector<double>, double> model = trainPerceptron(pos_x1, neg_x3);
std::cout << "感知机模型: f(x) = sign(" << model.first[0] << "x1 + " << model.first[1] << "x2 + " << model.second << ")" << std::endl;
return 0;
}
```
这个程序首先定义了两个样本点 `pos_x1` 和 `neg_x3`,然后调用 `trainPerceptron` 函数进行训练,得到最终的权重 `w` 和偏置 `b`。请注意,这个版本的感知机算法可能会陷入局部最优,尤其是在处理线性不可分的数据时。如果你对更高级、全局优化的解决方案感兴趣,可能需要查看支持向量机(SVM)等其他算法。
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